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Buenas Prácticas de Manejo y Utilización de Efluentes Porcinos Ministerio de Agroindustria Presidencia de la nación 3 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA El siguiente documento tiene por objeto abordar la problemática de los efluentes de las granjas porcinas de la Argentina y proponer lineamientos generales para la difusión y adopción de Buenas Prácticas de Manejo y Utilización de aquellos. La producción porcina nacional viene incrementándose en gran medida durante los últimos años, con el con- siguiente aumento no sólo de la cantidad de granjas sino también de su tamaño. El uso de efluentes porcinos como abono orgánico es una práctica frecuente, y si bien aporta beneficios al rendimiento de los cultivos como al suelo, se utiliza sin ningún tipo de estimación de las necesidades de éstos así como tampoco de las consecuencias ambientales que pudieran derivar de su uso inapropiado. Por otra parte, entendemos que las alternativas de manejo y uso deben ser operativamente prácticas, eco- nómicamente viables y ambientalmente amigables, y que es preciso brindar una orientación clara a los pro- ductores así como también a los organismos estatales de las distintas jurisdicciones. Es por ello que creímos oportuno elaborar este documento que nos permita conducir la temática en pos de un ordenamiento del tema, liderando un cambio hacia la valorización de las excretas de origen animal y su uso responsable. Buenas Prácticas de Manejo y Utilización de Efluentes Porcinos Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 4 5 AUTORIDADES Autoridades Ministro dE AgroindUstriA dE lA nAción CPN. Ricardo BURyAiLE sEcrEtArio dE AgricUltUrA, gAnAdEríA y PEscA ing. Prod. Agr. Ricardo NEgRi sUBsEcrEtArio dE gAnAdEríA ing. Prod. Agr. Rodrigo TRoNCoso dirEctor nAcionAl dE ProdUcción gAnAdErA ing. Agr. Daniel PAPoTTo dirEctorA dE Porcinos, AvEs dE grAnjA y no trAdicionAlEs ing. Agr. Karina LAMELAs ÁrEA Porcinos M. Vet. Patricia MiLLAREs Este documento ha sido elaborado por el ing. Agr. Roberto Maisonnave1 con la colaboración de la Médica Veterinaria Patricia Millares y la ing. Agr. Karina Lamelas. 1 Roberto Maisonnave es ingeniero Agrónomo y 1er egresado como Magister de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias Ambien- tales. se formó en EEUU como experto en sistemas de Tratamiento de sólidos y Efluentes Líquidos para el Reciclado de Nutrientes en Producción Animal intensiva. Durante 10 años tuvo a su cargo la fertilización con sub-productos pecuarios de 20.000 hectáreas de cultivos anualmente, cumpliendo todas las exigentes normativas ambientales de diferentes Estados. Participó activamente de los procesos de adecuación de Normativa Ambiental para granjas Animales en los Estados de Colorado, Kansas y oklahoma. Es Asesor del Ministerio de Agricultura y ganadería de la Nación en impacto Ambiental de la ganadería intensiva y Asesor Ambiental de la Cámara Argentina de Productores Avícolas (CAPiA). Ha asesorado en temas de gestión Ambiental a más de 30 granjas Porci- nas en nuestro país. Es Docente del Programa de Maestría en Ciencias Ambientales de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la U.B.A. Es investigador invitado en Facultad de Agronomía de la UBA. Participó como instructor del Primer Curso en “Planes de Manejo integral de Nutrientes en Producción Porcina” para Agentes de gobierno del Ministerio de Agricultura de China. Desde su regreso a la Argentina en 2013 es Director de la Consultora internacional “AmbientAgro”, ingeniería Ambiental para el Agro y la industria. Es Co-autor del libro “impacto Ambiental en Agro-sistemas”. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 6 índice 1. introdUcción ...............................................................................................................................8 2. sitUAción ActUAl y PErsPEctivAs dEl sEctor Porcino En ArgEntinA ......8 3. iMPActos AMBiEntAlEs dE lA ProdUcción PorcinA .................................................10 4. tiPos dE iMPActos AMBiEntAlEs En ProdUcción intEnsivA .............................. 11 4. 1. Descripción general .....................................................................................................................................11 4. 2. Aspectos a considerar en la localización de una granja Porcina ......................................12 5. cArActErizAción dE ExcrEtAs PorcinAs................................................................... 15 6. dEscriPción dE lAs BUEnAs PrÁcticAs dE MAnEjo (BPM) ................................. 19 7. sistEMAs dE rEcolEcción y condUcción dE EflUEntEs ....................................22 8. sistEMAs dE trAtAMiEnto ....................................................................................................26 8. 1. separación de sólidos .............................................................................................................................. 26 8. 2. Compostaje de Excretas ........................................................................................................................ 29 8. 3. Lagunas de Tratamiento ..........................................................................................................................31 8. 4. Digestión Anaeróbica .............................................................................................................................. 32 9. AlMAcEnAMiEnto .................................................................................................................... 34 10. Usos trAdicionAlEs dE los EflUEntEs Porcinos .....................................34 11. AProvEchAMiEnto AgronóMico dE EflUEntEs Porcinos .......................35 11. 1. Ferti-riego .......................................................................................................................................................36 11. 1. 1. Ferti-riego por Aspersión ...............................................................................................................36 11. 1. 2. Ferti-riego por Aplicaciones superficiales ...........................................................................36 11. 1. 3. Ferti-riego por sistemas de inyección ...................................................................................36 11. 2. Condiciones óptimas de Uso Agronómico ...................................................................................37 11. 2. 1. Protección de Ambientes Riparios...........................................................................................38 11. 2. 2. Franjas de Filtro Vegetativo o Buffers ..................................................................................38 11. 2. 3. Distancias de separación .............................................................................................................39 11. 2. 4. Vuelco .....................................................................................................................................................39 12. gEnErAción dE EnErgíA – BiodigEstorEs AnAEroBicos ..................................39 12. 1. introducción ................................................................................................................................................. 39 12. 2. Características del proceso .................................................................................................................40 12. 3. Principales factores que influencian la producción de biogás .......................................... 41 12. 3. 1. Ausencia de oxígeno ......................................................................................................................42 12. 3. 2. Tipo y calidad de biomasa ........................................................................................................42 12. 3. 3. Temperatura del proceso ............................................................................................................42 7ÍNDICE 12. 3. 4. Materia seca Volátil ........................................................................................................................43 12. 3. 5. Tiempo de Retención Hidráulica .............................................................................................43 12. 3. 6. Nivel de acidez .................................................................................................................................43 12. 3. 7. Factores que inhiben la producción de biogás ...............................................................43 12. 4. Producción, Características y Acondicionamiento del Biogás ........................................44 12. 5. Tipos de biodigestores ..........................................................................................................................45 12. 6. Uso del biogás para generación de energía .............................................................................46 12. 7. Ventajas y desventajas del biodigestor ......................................................................................... 47 12. 7. 1. Ventajas ..................................................................................................................................................47 12. 7. 2. Desventajas .........................................................................................................................................47 13. sistEMAs AvAnzAdos dE trAtAMiEnto dE EflUEntEs .........................................47 14. MUEstrEo dE EflUEntEs líqUidos y sólidos ......................................................... 48 14. 1. Protocolo de Muestreo ...........................................................................................................................48 14. 2. Preparación y conservación de la muestra ................................................................................49 15. coMPostAjE dE cAdÁvErEs .............................................................................................. 50 BiBliogrAfíA ....................................................................................................................................53 Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 8 1. introducción La producción porcina en Argentina se encuentra transitando un proceso de transfor- mación que abarca varios aspectos relacionados con la incorporación de tecnología y con el consecuente aumento de la productividad. Este aspecto ha sido relevante para incrementar los niveles de eficiencia en los criaderos. El mejoramiento de la genética, las instalaciones, la nutrición, la sanidad y la incorporación de programas de gestión han sido claves en este proceso y han dado lugar a la necesidad de avanzar en el análisis de temas de gran impacto para el desarrollo del sector. Entre éstos se destaca el impacto ambiental de la actividad incorporándolo a la dimensión productiva como un aspecto significativo a evaluar e incluir en la planificación de la granja Porcina. Los objetivos fundamentales de esta guía, adaptada a las características de nuestro país, son: » Facilitar el entendimiento de los procesos y variables que impactan en la gestión Ambiental de una granja Porcina moderna, como así también de las alternativas tec- nológicas disponibles para distintas problemáticas y escalas productivas. » Contribuir a la toma de conciencia de los Productores Porcinos sobre el impacto ambiental potencial de las granjas. » Aportar conocimientos del manejo ambiental responsable a nivel internacional de modo de contribuir a los procesos de legislación futuros a abordar por las Autoridades correspondientes de nuestro país. 2. situación actual y perspectivas del sector porcino en Argentina La producción de cerdos en Argentina ha tenido un rápido desarrollo en los últimos años, lo que se comprueba al observar que, entre 2005 y 2015, la producción de carne porcina tuvo un crecimiento superior al 120 %. Este incremento ha significado importantes inver- siones del sector productor. La razón de este crecimiento se debe fundamentalmente a la demanda del consumo interno y en especial al fuerte incremento en el consumo de carne fresca en relación a los chacinados, cuya proporción ha llegado a valores del 50% del total de consumo carne de cerdo. Figura 1: Evolución dE los principalEs índicEs dEl sEctor indicador 2005 2015 Diferencia faena (cabezas) 2.470.124 5.523.715 123% Producción (toneladas) 215.496 483.437 124% consumo (kg/hab/año) 6,22 11,33 82% Fuente: Área Porcinos - Dirección de Porcinos, Aves de granja y No Tradicionales, con datos del sENAsA Las estimaciones de crecimiento para este sector son optimistas para la próxima década y están basadas no sólo en las proyecciones globales de oferta y demanda de carne por- cina sino en la tendencia que viene presentando a nivel nacional. Esto hace presumir que para el año 2020 el consumo per cápita podría aproximarse a los valores promedio de consumo mundial que rondan los 16 a 18 kg/habitante/año, lo que implicaría un impor- tante aumento de la producción local. 9 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA La principal ubicación del stock porcino se encuentra en la zona Centro del país coin- cidiendo con la disponibilidad de granos y especialmente con los centros de faena y consumo. No obstante, la incorporación de tecnología en instalaciones ha permitido la implantación de granjas confinadas de gran escala en provincias con condiciones climá- ticas adversas para la producción de cerdos. Esto ha contribuido al desarrollo de plantas de faena y ha vigorizado el consumo regional. Tabla 1: distribución dEl stock porcino En argEntina 2015 ToTal porcinos canTiDaD % buenos aires 1.193.221 23,81% córdoba 1.163.620 23,22% santa Fe 802.806 16,02% Entre ríos 345.457 6,89% chaco 261.607 5,22% salta 230.273 4,59% Formosa 179.407 3,58% san luis 170.925 3,41% la pampa 166.047 3,31% santiago del Estero 103.810 2,07 corrientes 72.895 1,45% Misiones 65.674 1,31% la rioja 47.924 0,96% Mendoza 39.074 0,78% tucumán 29.372 0,59% río negro 27.566 0,55% neuquén 23.490 0,47% Jujuy 22.691 0,45% chubut 22.582 0,45% san Juan 21.671 0,43% catamarca 17.280 0,34% santa cruz 2.881 0,06% tierra del Fuego 1.049 0,02% Total 5.011.322 100% Fuente: Elaborado con datos del sENAsA El stock nacional porcino, según datos del último Censo Nacional Agropecuario de 2002, alcanzaba 2,2 millones de cabezas. si bien hoy no existe un dato censal actuali- zado, el servicio Nacional de sanidad y Calidad Agroalimentaria (sENAsA) cuenta con un sistema de gestión sanitaria (sgs) a través del cual se registran los movimientos y el stock ganadero de cada productor inscripto en el Registro Nacional sanitario de Productores Agropecuarios (RENsPA), ya sea de porcinos o de otra especie de su pro- piedad. según esta información el stock total en Argentina es de 5,011 millones de porci- nos, lo que refleja un crecimiento del 128% desde el año 2002. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 10 3. impactos ambientales de la producción porcina La producción porcina, como la mayoría de las producciones animales, puede desarro- llarse a tres escalas diferentes según la relación o peso relativo de los factores de la producción. Estos factores, Tierra, Capital y Trabajo se relacionan de modo de definir producciones extensivas, semi-intensivas e intensivas. En las producciones extensivas la relación entre Capital y/o Trabajo (K y/o L) respecto del recurso Tierra es baja, mientras que en el otro extremo la producción intensiva muestra relaciones entre L y/o K y el factor Tierra altas. En otras palabras, la producción animal intensiva es altamente demandante de capital y mano de obra. En la producción porcina, la escala extensiva está acotada y se limita a situaciones pun- tuales más que a una forma sostenida de producción, esto en parte explicado por la ele- vada tasa de utilización de la tierracon fines agrícolas. Quizá podríamos vincularla a la antigua práctica de aprovechar rastrojos de maíz para engordar cerdos, o al pastoreo de verdeos de invierno con piaras de tamaño reducido (Vieytes et al., 1997). sin embargo, en la escala semi-intensiva podemos incluir los sistemas de paridera a campo y los sistemas túnel o “hoop”. En ambos casos existe una aproximación a la inten- sificación de forma de reducir el espacio físico destinado a la producción porcina a la vez que se invierte en instalaciones fijas o móviles que permiten mejorar los índices produc- tivos respecto de la producción a campo. A nivel mundial, y también en nuestro país, la producción porcina ha ido migrando hacia sistemas de mayor intensificación donde los animales se encuentran en confinamiento absoluto y el ambiente donde se alojan está entre mediana a totalmente controlado por el hombre. Estos sistemas requieren de una importante inversión en instalaciones fijas y la superficie de tierra necesaria exclusivamente para la producción animal es reducida en términos de número de animales por unidad de superficie. La relación entre número de animales y unidad de superficie puede ilustrarnos sobre la forma de alimentación de los cerdos (pastoreo y/o recolección natural versus ración suministrada por el hombre), el espacio físico destinado a su esparcimiento (acceso a lotes abiertos versus confinamiento permanente) y la situación de las excretas (distribu- ción natural o recolección), entre otros factores de interés. si nos detenemos en la generación de excretas, los sistemas intensivos y semi-intensivos (para el caso del túnel al menos) requieren cierto grado de planificación y manejo de las mis- mas. En forma general podemos decir que las excretas deberán recolectarse, conducirse o evacuarse fuera de los sitios de alojamiento de animales -por motivos de higiene y sanidad- y luego deberán también tratarse, almacenarse o exportarse fuera del predio productivo. La imperiosa necesidad de contar con un plan de recolección, conducción y uso o elimi- nación de excretas es una característica distintiva de los sistemas productivos animales intensivos. sin embargo, en nuestro país, es común encontrar granjas modernas diseña- das según estándares avanzados de bienestar animal y eficiencia zootécnica, pero sin instalaciones adecuadas para la gestión ambiental de las excretas. Más aún, en general no se tiene una idea aproximada de la importancia del volumen de desechos biológicos a generarse en una granja moderna ni del impacto de algunos factores clave como son las pérdidas de alimento, las tareas de limpieza de pisos y fosas o el consumo y pérdidas de agua. Este escenario de falta de planificación significa, en algunos casos, riesgos de contami- nación del medio ambiente o una dificultad manifiesta para cumplir con normas ambien- tales vigentes en distintas provincias de nuestro país. 11 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA 4. tipos de impactos ambientales en producción intensiva 4. 1. descripción general Podemos distinguir entre impactos de tipo físico, ecológicos y químicos. Dentro de los impactos físicos de una granja de producción porcina encontramos el efecto visual, ya que el tamaño y tipo de construcción de una serie de galpones porcinos puede alterar el paisaje rural típico. También pueden reconocerse los ruidos y el tráfico periódico de vehículos de gran porte dentro de este tipo de impactos. En las zonas aledañas a la granja de caminos no asfaltados el tráfico suele aumentar la cantidad de polvo que, además de poder constituir un factor de incomodidad para veci- nos, puede acarrear partículas específicas con características odorantes, resultando en quejas por olores provenientes de la granja porcina. Las barreras físicas como las cortinas forestales –cuando adecuadamente diseñadas y mantenidas- son una herramienta efec- tiva para controlar los impactos físicos. En cuanto a los efectos ecológicos, la concentración de animales y de un sistema de almacenamiento y distribución de alimentos, tiende a atraer roedores y moscas a las inmediaciones de la granja. El manejo inadecuado de la mortalidad animal también puede afectar el tipo de animales y pájaros que merodean la granja en busca de alimento. Las medidas de higiene y todas las buenas prácticas de manejo de la granja son esenciales para disminuir este tipo de impactos en el medio biótico. Dentro de los impactos químicos cobra gran relevancia la gestión y manejo de las excre- tas biológicas, debiendo distinguir entre los que afectan a los suelos, los cuerpos de agua y la calidad del aire. Estos impactos de orden químico son inherentes a todas las produc- ciones animales intensivas, afectando distintas matrices físicas y biológicas del medio ambiente (Maisonnave y Fabrizzio de iorio, 2001; garcía et at., 2012). una granja moderna requiere, indefectiblemente, de un sistema de recolección, conducción, tratamiento y almacenamiento de excretas ya que concentra un gran número de animales en una superficie de terreno relativamente pequeña. si bien estos conceptos serán abordados con más detalle en otras secciones de esta publicación, definamos por el momento que en la granja de producción porcina intensiva tendremos un sistema de gestión de excretas que incluye la recolección, conducción y tratamiento de las mismas. y luego tendremos también un sistema de aprovechamiento o utilización de excretas. sin abundar en los detalles de los sistemas de gestión y utilización posibles, digamos que el manejo de las excretas porcinas puede impactar negativamente en los suelos a partir de los derrames o esparcimiento de las mismas sobre el terreno sin un plan de manejo o uso agronómico. En estos casos, la salinización de los perfiles, la contaminación de napas subterráneas con Nitrógeno y la potencial eutrofización de cursos de agua superficial por agregados de Fósforo, son los inconvenientes más destacados que normalmente se asocian a la falta de un plan de manejo de excretas animales. En cuanto a la calidad de aire, algunos sistemas de tratamiento como las lagunas de sedimentación, lagunas anaeróbicas de tratamiento, la separación de sólidos sin un plan de uso apropiado, y la aplicación de efluentes líquidos y sólidos al terreno en condiciones ambientales desfavorables son todos factores que impactan negativamente en la calidad del aire aunque generalmente no son advertidos como tales por el productor porcino. generalmente, se asocian los impactos negativos en la calidad del aire con los olores que Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 12 puede generar una actividad de producción animal intensiva, aunque también debe con- siderarse la producción de gases de efecto invernadero. También existe una serie de efectos que ocurren dentro de los galpones porcinos cuando éstos no son diseñados ni manejados según normas adecuadas, convirtiéndose en una fuente de contaminación del aire significativa. Altos niveles de amoníaco pueden causar irritación de las mucosas, problemas respiratorios y enfermedades en animales y emplea- dos. Cuando la higiene periódica y la ventilación no son apropiadas contribuyen a los olores intensos que pueden ser transportados fuera de los límites del establecimiento porcino a través de los vientos. 4. 2. Aspectos a considerar en la localización de una granja Porcina Lo explicado anteriormente nos impone reconocer que la localización de una granja Porcina moderna no es un detalle menor. En general –y muy lamentablemente- en nues- tro país se han construido granjas en porciones de terreno o lotes “bajos”, sin valor agrí- cola y de bajo valor económico. En otros casos, no se ha considerado ni la proximidad ni la ubicación relativa de los pueblos o centros de reunión de la comunidad rural. Ambas situaciones resultan en problemas con el entorno ambiental y social. Comenzando por la Protección de los Recursos Hídricos, una granja no debe localizarse en zona inundable o denapas freáticas superficiales. Cuando se producen inundaciones se arrastran materiales como excretas y efluentes líquidos fuera del predio los cuales terminan irremediablemente en un curso de agua, ya sea este un canal de desagüe, un arroyo, río o una laguna natural. Los ascensos de napas superficiales en épocas de lluvias copiosas pueden provocar fil- traciones de efluentes desde los galpones y lagunas. Una vez establecida esa conductivi- dad hidráulica, el descenso de napas continuará “arrastrando” compuestos disueltos que se lixiviarán hasta el cuerpo de agua subyacente de no ser filtrados por el sistema suelo. Del mismo modo es importante no construir la granja en la vera de cursos de agua superficial, comúnmente canales de desagüe y arroyos. Nunca se recomienda planificar el vuelco de excretas líquidas a estos cursos de agua, ya que los valores de depuración química y biológica exigidos por la Legislación argentina vigente son técnicamente muy difíciles de alcanzar en condiciones productivas reales. La Figura 2 muestra un accidente topográfico en cercanías de una granja Porcina. si bien este accidente representa un “cauce seco” en situaciones de lluvias excesivas puede transformarse en un cuerpo de agua intermitente que –como tal- podría conectarse aguas abajo con un cuerpo de agua permanente de orden diverso. 13 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA Figura 2: ubicación rElativa En Función dE accidEntEs topográFicos (Elaboración propia) La ubicación respecto de poblados o sitios de congregación de personas como clubes, campings, escuelas y otros, debe ser muy analizada previamente. La dirección y frecuen- cia de los vientos debe ser en lo posible a barlovento de la granja y a sotavento de los sitios de residencia o reunión. La Figura 3 muestra una correcta ubicación del sitio por- cino respecto de la dirección de los vientos predominantes. Figura 3: ubicación rElativa corrEcta En Función dE viEntos prEdoMinantEs (Elaboración propia) Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 14 no debe soslayarse que la cercanía de una granja a un centro poblado trae apa- rejados algunos aspectos de convivencia con el entorno que deben atenderse, pero también resulta crítica para que los empleados puedan trasladarse diaria- mente hacia el lugar de trabajo. Como fue mencionado, la Cortina Forestal puede cumplir varios objetivos. Principalmente embellece el paisaje rural pero también sirve de filtro para el material particulado que puede moverse por acción del viento desde los galpones hacia el exterior del predio. También existirán gases adsorbidos a ese material en suspensión que pueden ser filtra- dos efectivamente por los árboles, siempre que su diseño en cuanto a espesor en ancho y altura sea adecuado. La Figura 4 muestra una cortina mono específica y de una sola hilera que rodea el predio productivo. Las especies más comúnmente utilizadas en nuestro país, según zonas, son: Pinos, Casuarinas, Eucaliptus, Paraísos y Álamos. Figura 4: cortina ForEstal pEriMEtral También debe tenerse en cuenta que estas cortinas no deben estar muy cerca de los galpones, ya que se podría restringir el flujo de aire normal que es necesario para la ven- tilación natural y bienestar de los animales. Como regla general suele indicarse que dicha separación debe ser de unos 30 metros o 10 veces la altura de la especie implantada (MWPs-18). 15 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA Figura 5: cortina ForEstal Multi-EspEcíFica y Multi-linEal. 5. caracterización de excretas porcinas Las excretas animales son, en su composición química y física, una consecuencia de la funcionalidad del sistema digestivo de cada especie. En el caso del cerdo, por ser un ani- mal monogástrico que posee un solo estómago, una de las principales funciones de este órgano es la descomposición de las proteínas en aminoácidos que son absorbidos por el intestino delgado junto con grasas, almidones y azúcares. Las excretas, como combina- ción de bosta y orina, se distribuyen en proporciones aproximadas de 60 % heces sólidas y 40 % orina. La base de la ración que consumen los animales depende de la edad, sexo y peso del animal como también del estado reproductivo en el caso de las hembras. Los cinco com- ponentes de la ración son la energía, proteína, minerales, vitaminas y agua. El maíz y el sorgo suelen utilizarse como fuente primaria de carbohidratos mientras la harina de soja provee proteína. Mientras los niveles de energía se mantienen a niveles estables la proteína bruta va variando con el crecimiento del cerdo, mostrando contenidos de proteína cruda prome- dio de 20 % en recría y hasta un 15 % en promedio de la fase de engorde. Estos niveles son muy importantes ya que la proteína es la mayor fuente de nitrógeno y azufre en las heces (Hamilton et al., 2014). La Tabla 2 muestra la producción diaria de excretas frescas “tal cual” de cerdos en dis- tinto estado de crecimiento y desarrollo. El ajuste de la dieta de los animales a medida que crecen es reflejado en la composición de las excretas que producen. En la presente guía el término ¨excretas¨ refiere a la combinación de la orina liquida y la bosta sólida producida por los cerdos. Los valores de producción de excretas frescas, y sus características constitutivas, son la mejor fuente de información para planificar y diseñar una granja porcina. La información que muestra la Tabla 1 ha sido adaptada de bibliografía internacional, realizando las con- versiones de unidades necesarias. Es importante tener presente que los valores presen- tados están desarrollados sobre una dieta seca en base a Maíz, asumiendo un máximo de 5% de pérdida de alimentos. Nótese la evolución de los parámetros a medida que los animales crecen y cambian de categoría desde Recría hasta Engorde 3. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 16 Tabla 2: producción diaria dE ExcrEtas FrEscas componenTe uniDaDes recría engorDe engorDe engorDe cachorras reposición paDrillos cerDa gesTación cerDa maTerniDaD + lechones 1 2 3 23-57kgs. 57-80kgs. 80-114kgs. canTiDaD peso kg/día 1,68 2,73 3,64 4,27 3,73 3,73 3,73 11,82 Volumen m3/día 0,0016 0,0027 0,0037 0,0042 0,0037 0,0037 0,0037 0,0116 sólidos totales kg/día 0,17 0,27 0,36 0,43 0,37 0,35 0,34 1,18 maTeria orgÁnica sólidos volátiles kg/día 0,14 0,25 0,33 0,39 0,33 0,31 0,30 1,05 DQo kg/día 0,15 0,27 0,37 0,44 0,35 0,25 0,33 1,14 c:n 8 7 7 7 7 6 6 7 nuTrienTes n kg/día 0,01 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,03 0,08 p kg/día 0,004 0,007 0,009 0,011 0,009 0,009 0,009 0,029 k kg/día 0,005 0,010 0,013 0,015 0,015 0,018 0,017 0,055 Producción diaria promedio por categoría de peso. incrementar sólidos y nutrientes un 4% por cada 1% de pérdida de alimento por encima del 5%. fuente: osU-F1735, adaptado. dqo: Demanda Química de oxígeno También resulta interesante la diferencia en composición y cantidades entre la Cerda en gestación y la Cerda en Maternidad, donde aumentan significativamente todos los parámetros. La sección de Nutrientes muestra la concentración de los macro nutrientes de interés en producción agropecuaria, atento a que la utilización de efluentes de cerdos como enmienda orgánica es una práctica difundida en la agricultura. Normalmente, las excretas de cerdos se presentan mezcladas con otros materiales cons- tituyendo lo que comúnmente se llama “efluentes”. Estos materiales adicionales pueden ser el agua fresca suministrada para bebida animal pero no capturada por el cerdo, los residuos arrastrados por el agua de lavado o “flushing”, restos de alimento volcado en el piso, paja o material usado para la “cama” en el sistema túnel, etc. obsérvese que en la Tabla 2 está definido el valor de pérdida de alimento promedio, y se indica cómo deben incrementarse los valores de concentraciones presentados cuando estas pérdidas exce- den el 5% del alimento entregado como ración. No resulta sencillo estimar la cantidad y concentración de nutrientes en las distintas cate- goríasde “efluentes” de la granja ya que estarán directamente afectados por situaciones de manejo. La cantidad de agua utilizada para limpieza de galpones provoca la dilución de las excretas puras o frescas, el mismo efecto produce el agregado de paja o cama con el aporte adicional de Carbono a las mismas, las pérdidas de alimento pueden diferir según la alimentación sea líquida o sólida y según se limpien los pisos de galpones con más o menos frecuencia y esmero. siempre se recomienda que el cerdo tenga acceso “irrestricto” al consumo de agua (Vieytes, op. cit.). Esto se conoce como consumo “ad libitum” en la ciencia de la Nutrición Animal, cuyos preceptos teóricos definían al agua como el nutriente más relevante para la producción animal. si bien los conceptos de nutrición y fisiología animal no han variado, el tipo de instala- ciones y la concientización por la conservación de un recurso preciado como el agua de buena calidad han contribuido a resaltar la importancia de implementar sistemas de suministro que minimicen las pérdidas. 17 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA En cerdos de recría y engorde el sistema más difundido es el de “chupete” o niple, al cual el animal se acerca cuando siente sed y succiona para obtener agua fresca. También se utiliza en sistema de “tazón” que es un recipiente que contiene agua y los comederos “húmedo-seco” que van entregando el agua sobre la ración a consumir. En el caso de las Cerdas en gestación también existen los sistemas de “canaletas” manua- les o automáticas que entregan agua en forma de flujo continuo o por nivel constante. Debe resaltarse que este sistema de canaletas es quizá el más ineficiente respecto de las pérdidas de agua. Deben reconocerse tres fuentes de agua dentro del organismo animal: el contenido de humedad de los alimentos, el producto del metabolismo oxidativo de los alimentos que componen la ración (agua metabólica) y el agua de bebida. Esta última fuente explica alrededor del 75% del agua que ingresa al organismo del cerdo. Asimismo, como mues- tra la Tabla 3, la retención de agua en el organismo es menor al 10% del total consumido. Tabla 3: Equilibrio Hídrico dEl cErdo En crEciMiEnto ingresos (lT/D) pérDiDas (lT/D) Agua de Bebida 4.00 orina 2.93 Agua Metabólica 0.99 respiración 1.53 Agua de Alimentos 0.20 Excreta sólida 0.25 retención tejidos 0.48 total 5.19 5.19 Fuente: Quiles y Hevia, 1997 Debido a que los cerdos se hallan confinados en ambientes protegidos del clima y la lluvia, se requieren diversas tareas de limpieza de las naves de producción como así también de remoción de excretas. Básicamente, al agua de bebida animal se suma en sistemas de producción “húmedo” (se exceptúa el sistema túnel o hoop) la utilizada para arrastre de excretas hacia el sistema de conducción exterior y la usada para desinfección e higiene de instalaciones. La Tabla 4 muestra valores guía de consumo de agua total por animal y por día. Estos valores son promedio del sector porcino Norteamericano y están basados en mediciones reales y constantes de más de 300 granjas de cerdos en confinamiento en galpones con ventilación controlada y natural y fosa poco profunda. Tabla 4: consuMo Estacional dE agua por aniMal por día liTros/Día o-i p-V gestación y Maternidad 23 30 recría 8 11 Engorde 13 17 Unidad desarrollo genético 19 21 Fuente: Maisonnave, R. Mediciones propias en granjas Porcinas EEUU. Datos no publicados. O-I: Otoño - Invierno. P-V: Primavera - Verano Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 18 los valores mostrados tienen una variabilidad estacional que responde a las condiciones de temperatura y humedad dentro de galpones. sin embargo, los consumos totales de agua también se verán afectados por el tipo de bebederos instalados, la frecuencia de limpieza y desinfección del galpón, el protocolo de vaciado de fosas, entre otros factores. El tipo de sistema de recolección y almacenamiento de las excretas reflejará diferencias tanto en los volúmenes como así también en la concentración de algunos parámetros críticos, como puede verse en la Tabla 5. A continuación, se muestra una comparación sencilla entre los efluentes porcinos conte- nidos en una laguna anaeróbica y aquellos correspondientes a una fosa profunda o “deep pit” dentro del galpón de alojamiento animal. El diseño de fosa profunda no es común en nuestro país ya que es indicado para latitudes de inviernos muy marcados y fríos como la zona de iowa o Minnesota en los Estados Unidos de Norteamérica. Estas fosas profundas pueden tener entre 2 y 3 metros de profundidad según la zona de producción y requie- ren de sistemas eficientes de ventilación para evacuar los gases que se acumulan como consecuencia de la descomposición de las excretas. Los sistemas de fosas profundas pueden brindar capacidad de almacenamiento variable entre 3 y 12 meses dependiendo, precisamente, de su profundidad total. En Argentina es más común el sistema fosa poco profunda o “shallow pit”. En este caso la profundidad de la fosa suele estar entre los 30 y 60 cm y requiere de un protocolo de limpieza y vaciado frecuente (ver 7. sistemas de recolección y conducción de Efluentes). Los sistemas de fosas pueden pensarse como análogos a un tanque de almacenamiento exterior de tipo semi-abierto, es decir que no sea herméticamente cerrado como aque- llos indicados para biodigestión ni tampoco abierto a la atmosfera pues ello permitiría el ingreso de agua de lluvia. Tabla 5: ExcrEtas líquidas contEnidas En distintos sistEMas laguna anaeróbica Fosa proFunDa Fosa proFunDa 60 cm sin agiTar bien agiTaDa kgs/1000 liTros nitrógeno (n) 0,48 4,56 5,84 nitrógeno amoniacal (nH4-n) 0,36 3,24 4,13 Fosfato (p205) 0,24 3,72 5,98 oxido de potasio (k20) 0,50 3,24 3,77 Fuente: MWPs, adaptado Las concentraciones de nutrientes de interés agronómico se presentan en kg/1000 litros. La laguna anaeróbica presenta valores del efluente superficial muestreado en los prime- ros 60 cm desde el nivel superior de líquido en la laguna. Esto es importante de destacar ya que la composición química de los efluentes se va concentrando a medida que nos movemos en profundidad. Para el caso de la fosa, que pueden tener hasta 3 metros de profundidad, sucede lo mismo respecto de la concentración. sin embargo, los valores presentados en la Tabla 5 son una muestra compuesta del perfil vertical de dichas fosas. En el primer caso, la situación “sin agitar” representa el material almacenado en la fosa tal cual, probablemente estratificado con mayor contenido de 19 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA fósforo y sales en el fondo. En el segundo caso, la “agitación” se llevó a cabo durante 4 horas en forma continua de modo de alcanzar una estabilidad en la composición relativa del efluente que entrega valores “promedio” del contenido total de la fosa. La Tabla 5 muestra claramente que los efluentes de lagunas anaeróbicas contienen menor concentración de nutrientes de interés, lo cual es una consecuencia del diseño de las mis- mas como será explicado más adelante. Asimismo, podemos ver que al agitar el conte- nido de una fosa aumentamos la concentración de fósforo que se hallaba sedimentado en el fondo de la misma, aumentando significativamente su concentración como fosfato respecto de la fosa sin agitación. 6. descripción de las buenas prácticas de manejo (BPM) las Buenas Prácticas de Manejo o BPM son una variedad de formas de trabajo en el ámbito de una granja de Producción Animal que conducen a lograr el obje- tivo productivo buscado respetando las características originales del medio ambiente y la salud de las personas involucradas. siendo nuestro caso el de la producción intensiva de cerdos en confinamiento, el manejo de las excretas generadas es un componente fundamental de las BPM que podríamos lla- mar Buenas Prácticas de Manejo de Excretas (BPME). sin embargo, también constituyen BPME el ahorro en el consumo de agua y el reciclado denutrientes. En los Capítulos siguientes se desarrollarán las particularidades de distintos sistemas de captación, tratamiento, almacenamiento y uso de efluentes porcinos. El funcionamiento apropiado de todos estos sistemas implica la implementación exitosa de distintas prác- ticas de manejo de excretas. A continuación, se presenta una Tabla que resume las Buenas Prácticas de Manejo de Excretas (BPME) y de Uso de nutrientes (BPUn). La mayoría de estas prácticas se expli- can con más detalle en los capítulos siguientes, siendo la Tabla 6 una primera aproxima- ción y a la vez un resumen ejecutivo del tema. Debe notarse que se enfatizan los efec- tos de las distintas BP sobre excretas y nutrientes, obviándose los efectos que también existen sobre parámetros zootécnicos de interés, como por ejemplo el efecto positivo de la calidad de aire del galpón sobre las afecciones respiratorias y el efecto de estas en la ganancia Diaria de Peso. Es importante destacar que las Buenas Prácticas son, esencialmente, reco- mendaciones voluntarias que el productor puede elegir adoptar. sin embargo, muchas veces algunas de estas BPM se convierten en términos específicos de una legislación o normativa Provincial o nacional, ya que prueban su eficacia en la protección del medio ambiente, además de su efecto positivo en los resul- tados productivos. Asimismo, la adopción de algunas de estas BPME y BPUN son de un costo elevado, por lo que se recomienda siempre contar con asesoramiento profesional calificado al momento de evaluar la pertinencia e impacto de estas Prácticas en una granja específica. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 20 Tabla 6: buEnas prácticas dE ManEJo dE ExcrEtas y uso dE nutriEntEs pracTica eFecTo DeTalle correcta densidad de Animales por m2 Mejora la higiene del piso y la calidad del aire Hacinamiento provocará acumulación y descomposición parcial de heces, proliferación de moscas y olores instalación de caudalímetros reduce consumo y permite el control de pérdidas de agua reduce costos operativos, conserva el recurso agua cambio frecuente de cama (sistema túnel) Favorece el bienestar animal reduce problemas sanitarios, moscas y olores vaciado fosas y Enjuague canaleta Mejora la calidad de aire del galpón se reduce la acumulación de sólidos, moscas y olores Mantenimiento de comederos y Bebederos reduce pérdidas de alimento y agua disminuye incidencia de moscas, gene- ración de olores y roedores. reduce concentración de nutrientes en los efluentes. recolección de Pérdidas de Alimento disminuye olores, moscas y roedores. también disminuye contenido de nutrientes “crudos” (no digeridos por el animal) en los efluentes. los derrames de alimentos deben recogerse y depositarse en silo (si están secos y en buen estado) o en bolsas plásticas para su elimina- ción como residuos (húmedos o en descomposición). Adecuada ventilación (corti- nas, ventiladores y extractores) Favorece secado de excretas reduce moscas, olores. Favorece limpieza en sistemas de piso sólido. Mejora la calidad del aire (bienestar humano y animal) limpieza y drenado de fosas Mejora calidad del aire El barrido o arrastre de cualquier mate- rial sólido que pudiera acumularse en esquinas y paredes disminuye olores, moscas y obturación de tuberías de conducción inspección tuberías asegura el drenaje eficiente de fosas y canaletas asegurar un flujo libre sin restricciones por acumulación de basura o sólidos limpieza general Evita contaminación de excretas con otros materiales bolsas plásticas, tubos de insemina- ción, guantes de látex, agujas y otros materiales son ajenos al sistema de captación y tratamiento de excretas formulación de ración Ajustada por fase aumenta la eficiencia de absor- ción de nutrientes reduce exceso de nutrientes y sales en excretas Uso de aditivos (enzimas y otros) Mejora la digestibilidad reduce exceso de nutrientes y sales en excretas separación sólidos disminuye la carga orgánica del efluente líquido requiere almacenaje en ambiente seco y protegido para no generar olores, moscas ni escorrentía contaminante, corto plazo 21 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA compostaje reduce el volumen de sólidos a transportar Elaborar mezcla de sustratos balan- ceada por relación c/n y humedad, asegurar fuente de c permanente. almacenaje en ambiente seco y prote- gido, mediano plazo Aplicación de conceptos de bioingeniería apli- cada en lagunas de tratamiento de Efluentes Animales Maximizar los procesos bioquí- micos de purificación y estabili- zación de efluentes dimensionar integrando proce- sos bioquímicos, físicos y varia- bles medio ambientales críticas observar criterios de ingeniería tanto en la construcción como en el manejo diario de estas lagunas Evitar el aporte de agua de lluvia a las lagunas por escorrentía laminar impermeabilización de Estructuras de Almacenamiento protección de napas freáticas superficiales utilización de arcillas, geo-textil y/o geo-membranas para proteger las aguas subterráneas* Biodigestión reduce carga orgánica del efluente líquido y mejora los olo- res alrededor de la granja adicionalmente puede generar bio- gás y electricidad para consumo y/o venta** humedales Artificiales reduce la carga orgánica y el contenido de sólidos del efluente líquido requiere diseño profesional y manteni- miento. Favorece la biodiversidad toma de Muestras según Protocolo Estandarizado y determinaciones Analíticas en laboratorio con experiencia en excretas informa el contenido real de nutrientes del producto a utilizar y sus características físico-químicas permite valorar las excretas y planificar el uso agronómico y ambientalmente responsable permite evaluar la eficiencia de los sistemas de tratamiento transporte de excretas Evitar pérdidas y conservar la calidad acoplados o tolvas de buen sellado interior, cerrados o cubiertos con lona apropiadamente implementación de Buenas Prácticas de Uso de nutrientes conservación de los recursos naturales uso agronómico de excretas, control de escorrentía, filtros vegetativos, dis- tancias mínimas a cuerpos de agua Aplicación de Efluentes a tasa Agronómica conservación de recursos naturales, reciclado de nutrien- tes y maximización del valor fertilizante uso de nutrientes en base al balance de nutrientes entre suelos y demanda de cultivos, aplicados en dosis, momento, forma y lugar indicados calibración de equi- pos de aplicación Mejora en la eficiencia de uso de los nutrientes se evitan la sobre-fertilización y la sub-fertilización de cultivos Plan de Manejo de nutrientes planificar y documentar el plan de aprovechamiento agronómico identificación de lotes, cultivos, rotaciones y rendimientos Fuente: Maisonnave, R. 2016. Elaboración Propia. Material no publicado. *donde las características litológicas e hidrológicas así lo requieran, como así también donde la Autoridad Provincial lo demande **la venta de Energía será posible donde esté permitido por la Legislación Provincial vigente. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 22 7. sistemas de recolección y conducción de efluentes El sistema de Recolección o Captación de excretas es responsable de brindar un ambiente agradable, limpio y sano a los cerdos en producción. Las particularidades de uno u otro sistema se explican en primer lugar por la característica de manejo seco o húmedo de las excretas. En sistemas de producción tipo túnel con cama profunda, el sistema de captación de excretas está compuesto por el material seco utilizado como cama que absorbe la orina y sostiene las deyecciones sólidas (Foto 1). La recolección y conducción es eminentemente manual y la llevan a cabo los operarios de la granja utilizando rastrillos y carretillas. La “cama” usada se retira del galpón y se utiliza inmediatamente como enmienda de suelos o secomposta previamente. FoTo 1: sistEMa dE caMa proFunda, túnEl o “hoop” Los sistemas húmedos o líquidos son comúnmente de piso de cemento sólido o también, y más frecuentemente, de piso emparrillado de material plástico o cemento. En el caso del piso emparrillado las excretas percolan a través de los espacios abiertos (Foto 2). En ambos casos las excretas son finalmente evacuadas de los galpones gracias a la acción de arrastre provocada por una lámina de agua moviéndose a favor de un gradiente de pendientes. FoTo 2: sistEMa dE piso EMparrillado o “slat” 23 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA En el sistema de piso sólido suele definirse una zona “seca” donde se concentran los comederos y bebederos y una zona húmeda o canaleta donde el animal instintivamente deposita las deyecciones biológicas (Foto 3). Existe la posibilidad de recoger sólidos del mismo galpón en forma independiente y previamente al barrido de agua; aunque en nuestro país en la mayoría de las granjas porcinas que utilizan este sistema el agua de lavado arrastra tanto sólidos como líquidos. FoTo 3: sistEMa dE canalEta En el caso de las fosas ubicadas debajo del piso emparrillado (cemento o plástico), la diferencia está en los volúmenes y el estado del material que es un semi-líquido con apro- ximadamente 4-8 % de sólidos. En este sistema las excretas líquidas caen a través de las aberturas del piso emparrillado sobre el cual se alojan los cerdos, almacenándose en la fosa subyacente. En la Tabla 7 se resumen los sistemas de recolección y conducción de excretas. Tabla 7: sistEMas dE rEcolEcción y conducción dE ExcrEtas sisTema caracTerísTicas Del piso eVacuación De excreTas cama Profunda o túnel colchón de paja sobre piso de tierra Manual. Mezcla de excretas sólidas y paja húmeda Piso sólido cemento con canaleta arrastre con agua. puede recogerse sólido previamente Piso Emparrillado cemento o plástico recolección en fosa y drenaje por gravedad Fuente: elaboración propia Es importante destacar que las fosas necesitan un manejo adecuado para evitar la acu- mulación de sólidos. En este sentido, la construcción de las mismas con un piso con pen- diente de entre 0.3 y 0.5 % es la forma adecuada de asegurar un buen drenaje. Esto debe ser complementado con tuberías de desagote de diámetro razonable para no retrasar el flujo, ya que la sedimentación de partículas sólidas está directamente relacionada con la velocidad del flujo que las transporta. Estas tuberías también deben tener una pendiente diseñada para evitar la acumulación de materiales sólidos, por lo cual resulta imprescin- dible realizar estos cálculos y diseño con anterioridad al anclaje de los cimientos de los galpones de producción. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 24 En nuestro país existe cierta confusión respecto de las ventajas y desventa- jas de las fosas con pendiente, en muchos casos por desconocimiento prác- tico del sistema y por la falta de mano de obra calificada para la construcción. independientemente de la pendiente de la fosa, es crítico el mantenimiento y vaciado de la misma con periodicidad, siendo frecuente en nuestro país la lim- pieza y vaciado a intervalos de tiempo excesivamente largos. Normalmente, las fosas deben vaciarse con la frecuencia necesaria para evitar: » generación y acumulación excesiva de amoníaco. » Acumulación excesiva de sólidos sedimentados en fondo de fosa. » Descomposición avanzada de las excretas que genera sulfuro de Hidrógeno en canti- dades detectables por el sistema olfativo del ser humano (partes por billón o ppb, olor intenso a huevo podrido). Para evitar los efectos mencionados debe implementarse un protocolo de vaciado y lim- pieza de fosas. Este protocolo no puede ser idéntico para todas las granjas, ya que los detalles constructivos (pendientes de fosas y tuberías), la presión de agua disponible en la granja y las técnicas utilizadas para el lavado de las mismas influirán determinando lo que es más adecuado en cada caso. A modo orientativo se sugiere el siguiente proto- colo que puede luego ajustarse en cada granja en base a la experiencia y resultado de lo implementado (Tabla 8). Tabla 8: cronograMa oriEntativo dE vaciado dE Fosas Duración Fase proDucTiVa limpieza y VaciaDo De Fosas gestación continua Entre 1 y 3 semanas Maternidad 3 semanas al finalizar el ciclo. se limpia y desinfecta la sala de Maternidad y simultáneamente se drena la fosa. recría 7 semanas a la 3er semana, luego a la 5ta y a la 7ma semana Engorde 15 semanas semanalmente o cada dos semanas máximo Fuente: Maisonnave, R. 2016. Elaboración Propia. Material no publicado. El sistema de conducción de efluentes fuera del galpón puede estar enterrado o a cielo abierto. En el primer caso, las tuberías de PVC son más comunes, aunque últimamente se observa un incremento en el uso de tuberías de plástico corrugado. La aptitud y durabi- lidad de estas últimas esta aún a prueba en el caso de las granjas porcinas. En la conducción a cielo abierto se utilizan canales que pueden ser de tierra recubiertos por geo-membrana o también de cemento concreto, con un ancho y profundidad que debe asegurar la velocidad de transporte que minimice la sedimentación y además pre- venir desbordes de material por exceso de caudal instantáneo. Una ventaja de este sis- tema es que nunca se obtura, siendo su inspección y limpieza extremadamente sencilla. Entre las desventajas tenemos la adición de agua de lluvia que precipita sobre la canaleta y se conduce a la laguna o tanque de tratamiento, la dificultad de aislar la escorrentía de agua de lluvia de alrededor de las canaletas (requiere precisos movimientos de suelos y mantenimiento). otra diferencia con el sistema enterrado es que para las canaletas a cielo abierto necesi- tamos una pendiente natural a favor del sentido de la conducción, mientras que en tube- rías enterradas podemos independizarnos de la pendiente natural dándole al tendido subterráneo una pendiente calculada en el diseño. 25 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA Hasta aquí la descripción de la conducción ha asumido un flujo gravitatorio donde el efluente es movido por un gradiente de pendiente o nivel. si este no fuera el caso, por condiciones naturales o diseño de la granja, se requerirá presurizar el flujo para lo cual se construirá un pozo estercolero alojando una bomba sumergida o externa. La función del pozo estercolero es la de acumular efluentes que provienen de los galpones hasta un nivel determinado cuando comienza la evacuación por bombeo. Normalmente, los pozos estercoleros se hallan enterrados y son de perímetro cuadrado o rectangular, lo que favorece la acumulación de sólidos en las esquinas. Por ello, es recomendable que el pozo sea de forma circular y que siempre cuente con un sistema de mezclado de flujo por paletas o similar. Es imprescindible que el pozo, al igual que una laguna o tanque, sea perfectamente impermeable para evitar contaminación de napas y suelos. El sistema de recolección, conducción y tratamiento de excretas de cada granja deter- mina la consistencia o composición física del material a manejar. Los sistemas de gal- pones húmedos entregan un efluente que suele denominarse “semi-líquido” pudiendo variar su contenido de sólidos entre un 4 y 8 %. Mientras tanto, si tenemos un sistema de decantación de sólidos o separación de los mismos, el efluente final resultante tendrá un contenido de sólidos significativamente disminuido. Así deberemos implementar dis- tintos sistemas de uso y aprovechamiento según las características de nuestro material, como puede verse en el siguiente esquema. Figura 6: contEnido dE agua y sistEMas dE ManEJo y utilización Fuente: Maisonnave, R. 2015. Como se ve en la Figura 6, cuando los efluentes presentan menos de un 4 % de sólidos pueden bombearse fácilmente y distribuirse con un equipo de riego estándar, sin requerir accesorios especiales. generalmente por encima del 10 % de sólidos el manejohidráulico se dificulta y aumenta el tamaño de bombas necesarias junto al costo operativo. En el rango del 10 al 30 % de sólidos (90 a 70 % líquido en la Figura 6), los efluentes suelen clasificarse como semi-líquidos y semi-sólidos. En forma genérica, los semi-líqui- dos pueden agitarse para reducir la concentración de sólidos y ser bombeados más fácilmente. Pero a medida que nos acercamos al 20 % de sólidos se requieren bombas y equipos más potentes. La separación de sólidos por distintos medios, como se detalla en la sección siguiente, entrega materiales normalmente con contenidos de sólidos de entre 25 y 30% de hume- dad. A modo ilustrativo, un sólido con dicho contenido de humedad puede tomarse con las manos y apretarse sin que deje escapar cantidades perceptibles de líquido. Por ello, puede apilarse y transportarse sin derramar o “chorrear” una fracción líquida. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 26 8. sistemas de tratamiento Los sistemas de tratamiento de excretas son un componente fundamental de la granja porcina moderna. Comúnmente, las referencias a “sistemas de Tratamiento” pueden no ser del todo claras. En algunos casos se mencionan sistemas de tratamiento que en realidad son sistemas de almacenamiento, en otros se refiere a sistemas de acondiciona- miento o pre-tratamiento. Es importante comenzar por aclarar que un sistema de tratamiento debe tener un objetivo claro, que pueda ser medido y manejado a fin de mejorar su eficien- cia de funcionamiento. los objetivos del tratamiento de excretas pueden ser muy variados, aunque en ocasiones no están relacionados con una exigencia legal o regulatoria sino con pautas de manejo de los valiosos nutrientes conte- nidos en las mismas. Un factor fundamental que determina el sistema de tratamiento específico es el conte- nido de sólidos de las excretas que se desean tratar, ya que el estado físico que puede variar entre liquido-semilíquido-semisólido-sólido presentará particularidades en cuanto a la conducción y tratamiento de los mismos como ya fue explicado anteriormente. 8. 1. separación de sólidos Algunos autores no consideran a la separación de sólidos como un sistema de tratamiento propiamente dicho sino como un componente de acondicionamiento o pre-tratamiento. El objetivo primario de esta técnica de tratamiento de excretas es poder separar física- mente los componentes sólidos de los líquidos. Las razones para justificarlo son: » Control de olores » Reducción de DBo5 (Demanda Bioquímica de oxígeno) y DQo (Demanda Química de oxígeno) para alcanzar valores de vuelco de los efluentes líquidos » Disminución del volumen de excretas a transportar fuera del predio » intención de realizar compostado posterior En forma general, podemos decir que la porción sólida estará representada por las heces y los restos de alimento colectados por el sistema de captación. Mientras tanto, la frac- ción líquida estará representada por la orina, las pérdidas del agua de abrevado, el agua de lavado y la fracción de humedad que pueda extraerse de las excretas sólidas. En virtud de las instalaciones existentes en la granja Porcina, la separación de sólidos puede llevarse a cabo por sistemas muy disímiles (Tabla 9). Por ejemplo, en un sistema de Pistas de Engorde con piso sólido en pendiente la separación primaria se realiza por simple efecto de la gravedad. En el caso de los galpones con sistema de canaleta sobre piso de cemento, donde los cer- dos usualmente depositan las excretas sólidas y líquidas en un área alejada de la zona de comederos y bebederos, también las excretas líquidas pueden separarse por gravedad. En algunos casos donde el costo de la mano de obra es muy bajo puede darse la remoción de sólidos en forma manual donde los operarios remueven las excretas sólidas con palas y carretillas almacenándolas fuera del galpón (por ejemplo, en Ecuador y China)(Foto 4). 27 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA FoTo 4: rEcolEcción y transFErEncia Manual dE sólidos, rEp. popular cHina (Crédito: Maisonnave, R.) Para ser precisos, en la mayoría de estos casos los materiales sólidos que no drenan por gravedad son en realidad semi-sólidos por su contenido de humedad. Luego de un secado parcial estos materiales son normalmente esparcidos en lotes agrícolas o com- postados para ser utilizados como abono en huertas, flores y frutales. El caso del uso de excretas en huertas y montes frutales requiere consideraciones especiales, como los tiempos a transcurrir entre el momento del abonado y la siembra o cosecha de cultivos. En todos los casos se recomienda la aplicación durante el barbecho y la incorporación de los materiales al suelo cuando fuera posible. En galpones con sistema de fosas sobre piso de cemento emparrillado o “slat”, las excre- tas sólidas y líquidas se mezclan junto al agua de lavado y de pérdidas. Una vez que las excretas se conducen fuera del galpón puede realizarse la separación física de sólidos y líquidos normalmente por sistemas de gravedad o mecánicos que actúan por presión (Tabla 9 y Foto 5). Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 28 Tabla 9: sEparación dE sólidos principio Físico Tipo De insTalaciones y eQuipo FunDamenTo Del proceso Manual / gravitatorio galpón con piso sólido (cana- leta) y pista de engorde con piso sólido la pendiente del piso escurre la porción líquida. operarios remueven sólidos. gravitatorio lagunas, canales y tanques de sedimentación las partículas gruesas se “sepa- ran” sedimentando por su peso diferencial. gravitatorio Asistido separador Elíptico la separación se produce por fil- trado sobre una malla inclinada. una bomba alimenta al separador. Mecánico separador de tornillo y prensa (stp) separa por presión contra una malla de orificios pequeños. separador Híbrido Es un elíptico combinado con un separador de tornillo. decantador centrífugo significativa fuerza centrífuga para separar hasta partículas muy pequeñas. Fuente: elaboración propia Es importante tener en cuenta que para poder cumplir con los objetivos propuestos para un sistema de separación de sólidos es determinante el manejo de los productos del sistema. Por ejemplo, si el objetivo de la separación de sólidos es la reducción de olores y moscas, pero los sólidos separados se acumulan a la intemperie en una pila por tiempo prolongado, recibiendo la humedad de las lluvias y describiendo ciclos de hume- decimiento y secado intermitentes, entonces sobrevendrán olores y moscas tornando al sistema ineficiente. FoTo 5: sEparador dE sólidos por sistEMa dE tornillo y prEnsa (Crédito: Maisonnave, R.) 29 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA si contamos con Lagunas de sedimentación que no se mantienen limpias según el diseño, colmatándose con sólidos que llegan hasta la superficie de las mismas, entonces la sedi- mentación planificada no se produce con la eficiencia esperada y además generamos olores y moscas. Un aspecto importante de las Lagunas de sedimentación es que, al igual que los Tanques, requieren un vaciado y limpieza frecuentes. Normalmente dicha limpieza se realiza en forma mecánica (retro-excavadora) lo que representa un costo operativo importante y un riesgo de daño del fondo y paredes de estas lagunas. Es importante mencionar que, en tratamiento de efluentes, toda laguna o estruc- tura enterrada debe ser impermeable, para evitar la contaminación potencial de aguas subterráneas. Esto es así tanto para las lagunas de sedimentación, las de almacenamiento o las de tratamiento. la impermeabilización se consigue con la colocación de una capa de arcilla de características hidráulicas determinadas o con la instalación de geo-membranas plásticas. Pueden existir excepciones, principalmente en climas semi-áridos, donde la profundidad a los cuerpos de agua sea muy significativa (varias decenas de metros). Durante un largo tiempo se aceptó que las lagunas de tierra, sin recubrimiento geo-textil, se auto impermeabilizabana través de la acumulación de barros y compuestos del meta- bolismo microbiano que iban sellando los poros del fondo de la misma. Esto puede ser posible siempre y cuando no existan ascensos de la napa freática que, ejerciendo presión ascendente, rompen ese sellado imperfecto. El mismo análisis puede hacerse para lagunas que se impermeabilizan con materiales arcillosos como las bentonitas. Esta puede ser una alternativa interesante en climas semiáridos donde las napas freáticas se encuentran a gran profundidad y los ascensos no llegan nunca a los niveles de asiento de una laguna de efluentes. 8. 2. compostaje de Excretas La técnica del compostaje es muy antigua, de aplicación sencilla y efectividad probada. Es común observar recomendaciones o citas bibliográficas referidas al compostaje simplifi- cándolo en extremo, atentando contra la eficiencia de esta alternativa de tratamiento de excretas. Esto quizá se deba al hecho de que el compostaje es, en esencia, el mismo pro- ceso de descomposición de materiales orgánicos que se da naturalmente, aunque mejo- rado a través de la mezcla con otros materiales para maximizar la actividad microbiana. El compostaje es un proceso biológico y como tal su efectividad depende de la creación y mantenimiento de condiciones óptimas para la actividad de un tipo de microorganismos determinado. los factores más importantes que determi- nan la efectividad del proceso son: humedad, aireación, relación c:n y el tamaño de partículas. Para el caso de producción porcina en confinamiento, el compostado de excretas puede realizarse partiendo de los sólidos separados de la fracción líquida por alguno de los sistemas ya explicados, o también directamente utilizando como sustrato del proceso la “cama profunda” del sistema Túnel. Normalmente el compostaje de excretas y cadáveres entrega como producto final un material con un contenido de humedad significativamente menor al del original. Esto es un aspecto importante del compostaje ya que nos permite manipular el producto y transportarlo sin provocar lixiviados de fracciones líquidas. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 30 También debemos mencionar que es una alternativa relativamente económica res- pecto de otros sistemas de tratamiento más sofisticados, aunque no tiene costo cero. Fundamentalmente el compostaje requiere alguna maquinaria o herramientas específi- cas y mano de obra en forma intermitente. Las principales ventajas del compostaje son la reducción en volumen del orden del 25-30%, disminución del contenido de humedad, la estabilización química del material, la disminución progresiva de olores y moscas, la posibilidad de eliminar semillas de malezas y algunos patógenos si las temperaturas internas de la pila necesarias son alcanzadas y mantenidas por algunos días. Entre las desventajas contamos la liberación de amoníaco (NH3), que en los primeros estadios puede ser importante generando olores significativos y disminuyendo el valor fertilizante de la excreta, y posteriormente se producen emanaciones de Óxido Nitroso (N2o). Además, el compostaje libera dióxido de carbono a la atmósfera que reduce el contenido de materia orgánica del compost (griffiths, 2011). Es un proceso largo que requiere atención y mano de obra. La utilización de una fuente de Carbono es altamente recomendada para reducir la humedad inicial, agregar porosidad imprescindible para la circulación de aire y llevar la relación C/N a rangos de 25 – 30:1 en el sustrato inicial. Adicionalmente esto contribuye a disminuir las pérdidas de nitrógeno como amoníaco. Es importante destacar que, si bien el compostaje reduce volúmenes de sólidos respecto del contenido original en las excretas, nos enfrenta a un nuevo desafío operativo según el cual debemos buscar un destino para esta masa de sólidos compostados. La alternativa de venta del producto es siempre tentadora, pero requiere de un manejo minucioso del proceso y una uniformidad significativa del producto a comercializar, como así también el cumplimiento de normativa vigente para registro de enmiendas y abonos orgánicos (Resolución sENAsA 264/2011). En el caso de productores porcinos con galpones tipo túnel, el compostado de la cama profunda podría ser la alternativa más razonable para procesar dicho material. sin embargo, debe tenerse presente que la relación C/N óptima para el proceso debe ser respetada. En este sistema productivo se requieren anualmente unos 200 a 300 kg de cama por Cerda en gestación y unos 80 a 100 kg en el caso de cachorros de destete y engorde (Franco y Brunori, 2014). En este sentido, es probable que la relación inicial de Carbono: Nitrógeno no se ubique dentro de los rangos del compostaje clásico (alrededor de 30:1), en cuyo caso más que un compostaje lo que tendríamos sería un calentamiento del material por acción microbiana con pérdidas parciales de nitrógeno. A modo orientativo, podemos estimar que un criadero de 50 madres con ciclo productivo completo, originará unas 120 toneladas de material compostado por año. Evidentemente estos volúmenes exigen contar con cierta maquinaria y herramientas específicas, como así también una logística de transporte. En la mayoría de los casos el producto compostado es usado en el predio, entregado sin cargo o vendido para su uso como abono orgánico, con lo cual todas las observaciones realizadas precedentemente respecto del uso agronómico de excretas se aplican en este caso. Es decir, que las excretas hayan sido pre acondicionadas o tratadas por la técnica del compostaje no nos exime de asegurar que su aplicación a suelos –ya sea en sistemas agrícolas, hortícolas u otros- se realice en base a un balance de nutrientes y con cuidado de todos los aspectos ambientales pertinentes. 31 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA 8. 3. lagunas de tratamiento Las Lagunas de Tratamiento Biológico son un componente de un sistema de Tratamiento diseñado para excretas en forma líquida o semi-líquida. En algunos países, como Estados Unidos, Brasil y Chile son ampliamente aceptadas, aunque con el paso del tiempo se han ido reforzando las exigencias en cuanto a construcción de las mismas. Las fosas de almacenamiento de efluentes, importante fuente de generación de olores desagradables y persistentes, son aquellas que en su diseño sólo contemplan un volumen necesario para albergar o almacenar efluentes hasta el momento de ser utilizados. No se incluyen volúmenes adicionales para el tratamiento microbiológico, sino únicamente el volumen de almacenaje necesario para transcurrir cierto tiempo hasta que el vaciado del contenido sea posible. obviamente, estas estructuras resultan más pequeñas –y por ende más económicas- que las Lagunas de Tratamiento Biológico propiamente dichas. En nuestro país, usualmente se cavan “fosas” en el terreno para obtener tierra que se utiliza para elevar la zona donde se construirán los galpones de cerdos. Luego, se “apro- vechan” esas cavas como fosas de almacenamiento, las que presentan una serie de pro- blemas de carácter ambiental y operativo: » No tienen la capacidad de almacenar los efluentes hasta el momento oportuno ya que no se conoce el verdadero consumo de agua fresca de la granja ni se han considerado los aportes de agua de lluvia muy significativos en región pampeana. » Presentan generalmente problemas de filtrado por fondo y laterales ya que no fueron debidamente compactadas ni impermeabilizadas. » Producen olores desagradables ya que la actividad microbiológica se encuentra des- bordada por un aporte de materia orgánica superior a la capacidad de depuración. Usualmente, se confunden a las lagunas de tratamiento biológico con otras estructuras más sencillas como las fosas o cavas de almacenamiento, utilizando el término ¨laguna¨ para referirse indistintamente a todas ellas. según la definición de la American society of Agricultural Engineers (AsAE), las lagunas son obras de infraestructura para el tratamiento de residuos(excretas animales en nuestro caso) en donde existe una mezcla con suficientes cantida- des de agua que aseguran una dilución apropiada para alcanzar una reducción satisfactoria del potencial contaminante a través de la actividad microbiana. Estas lagunas no deben nunca vaciarse totalmente, con excepción de la realiza- ción de tareas de mantenimiento. Al igual que en el caso del compostaje, muchas veces se intenta simplificar en exceso el fundamento biológico de las lagunas como sistemas de tratamiento, cometiendo errores en el diseño que llevan a la proliferación de olores desagradables. Una laguna anaeró- bica bien diseñada y bien manejada sólo genera olores leves y concentrados en ciertos momentos del año muy acotados. Las Lagunas de Tratamiento pueden ser de distintos tipos según su contenido de oxí- geno disuelto en el efluente, a saber: » Lagunas Anaeróbicas: ausencia de oxígeno disuelto. Deben ser profundas para mante- ner la anaerobiosis y los procesos bioquímicos deseados. » Lagunas Aeróbicas naturales o inducidas: presentan oxígeno disuelto en efluente. La profundidad es menor que en el caso anterior. » Lagunas Facultativas: pueden presentar oxígeno disuelto en algunos momentos pero no en forma permanente y sostenida. su profundidad es intermedia. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 32 Para una misma granja de cerdos, una laguna anaeróbica presentará un tamaño más grande que una simple laguna de almacenamiento de efluentes, pero será bastante más pequeña que una laguna aeróbica. Esto se debe a que una Laguna Anaeróbica de Tratamiento Biológico requiere en su diseño contemplar un volumen de acumulación de “barros” en el fondo de la misma, un volumen de tratamiento biológico donde se concen- tra la actividad bacteriana de purificación del efluente, y un volumen de almacenamiento transitorio en su parte superior. Los procesos microbiológicos que ocurren en una laguna anaeróbica dan como resultado una reducción muy significativa de la DBo5, del contenido de Nitrógeno del efluente y del contenido no sólo de sólidos Totales sino también de sólidos Volátiles. Como ya se mencionó, también se reducen los olores potenciales que genera la descomposición de la materia orgánica. las lagunas Aeróbicas son de una superficie bastante más grande, menos pro- fundas y más eficientes en el control de olores que las Anaeróbicas. En realidad, las dos razones que justifican la inclusión de una laguna aeróbica son la necesidad crítica de eliminar olores (por ejemplo, en casos de granjas con vecinos perma- nentes muy próximos) o de alcanzar valores de dBo5 y dqo extremadamente bajos que permitan la descarga de efluentes a cuerpos de agua receptores. En todos los casos, para proteger la calidad de las aguas subterráneas las Lagunas deben estar impermeabilizadas con membranas geo-textiles en zonas húmedas y con la alter- nativa del uso de arcillas en climas semiáridos. La instalación de pozos freatímetros de control permite auditar la eficiencia de impermeabilización y prevenir episodios de con- taminación de aguas. 8. 4. digestión Anaeróbica Las excretas líquidas contenidas en un tanque o recipiente hermético se descomponen biológicamente produciendo metano, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y vapor de agua como sub-productos en estado gaseoso. Este proceso es lo que comúnmente se conoce como digestión anaeróbica, aunque es similar al que se produce en un tanque abierto o laguna (anaeróbica) cuando las relaciones entre carga de materia orgánica y volumen de tratamiento determinan una digestión en ausencia de oxígeno disuelto. similarmente a lo explicado en el caso del compost o digestión aeróbica, la digestión anaeróbica depende de la Temperatura del efluente, un balance de macro y micro nutrien- tes para los micro-organismos, pH y otros factores. La diferencia principal entre un sistema de digestión abierto y otro cerrado es la eficien- cia en la captura de los subproductos, lo que en general debe estar en relación al objetivo del sistema de tratamiento. Existen varios sistemas de digestión anaeróbica que pueden compartir algunos objetivos pero también presentan distintos objetivos y características de sus productos en fase gaseosa (Tabla 10). Un factor que nos asiste para elegir el sistema correcto para nuestra granja es el de la temperatura a lo largo del año. Las Lagunas, al ser estructuras cavadas en la tierra, son más estables en cuanto a su temperatura pero en caso de zonas de bajas temperaturas es necesario recibir una fuente de calentamiento externa, lo que suma costos y mayor operatividad al sistema. En la Tabla siguiente la clase de Digestor “Laguna Cerrada” corresponde a aquellas que presentan algún material que las recubre superficialmente evitando el intercambio gaseoso directo con la atmósfera. Comúnmente los materiales utilizados son PVC y tam- bién Polietileno de Alta Densidad, PEAD, de espesor variado y alta resistencia a los rayos UV (ver Foto 6). 33 SUBSECRETARÍA DE GANADERÍA FoTo 6: digEstor tipo “laguna cErrada” (Crédito: Maisonnave, R.) En cambio, los tanques construidos sobre el suelo son menos eficientes manteniendo la temperatura y debe calentarse su contenido a través de distintos sistemas. Mantener la temperatura por encima de un valor óptimo para la actividad microbiana es fundamental para asegurar la eficiencia de los procesos. Tabla 10: coMparación sistEMas dE digEstión Tipo objeTiVos principales DeTalle De Fase gaseosa digestor Anaeróbico laguna abierta reducción carga orgánica y olores, intercambio de agua* venteado de gases a la atmósfera laguna cerrada sin captura de gases reducción carga orgánica y olores venteado de gases filtrados previamente (azufre). laguna cerrada con captura de gases Maximiza captura de gases captura de biogás, con- versión energética (gas o electricidad). requiere fil- trado de gases (azufre). tanque biodigestor reducción carga orgánica y olores. Maximiza captura de gases con calentamiento adicional. captura de biogás, con- versión energética. requiere filtrado de gases (azufre). Fuente: elaboración propia *lagunas abiertas reciben aportes de agua de precipitaciones y pierden vapor de agua por evaporación lo cual puede ser un obje- tivo del sistema de tratamiento. Finalmente, el objetivo del sistema de digestión está relacionado con el uso que se hará de los subproductos de este sistema de tratamiento. En el caso de la Laguna Abierta y Cerrada con venteo de gases, el uso principal es el aprovechamiento agronómico de los efluentes líquidos en ferti-riego de cultivos. Buenas Prácticas de Manejo y utilización de efluentes Porcinos 34 En la laguna cerrada con captura de biogás y el tanque Biodigestor el producto final gaseoso se convierte en energía eléctrica o térmica (ver capítulo 12) mien- tras que el efluente líquido se utiliza normalmente como fertilizante al igual que en el caso anterior. 9. Almacenamiento Cualquiera sea el sistema de Tratamiento elegido para la granja, por lo general la totali- dad o una fracción de las excretas producidas debe ser almacenada en forma temporaria. Esto se debe a que la generación de excretas es diaria, uniforme y sostenida, mientras que la utilización no siempre presenta la misma periodicidad. En las situaciones donde la aplicación agronómica de nutrientes es la opción de uso de los efluentes, debemos trabajar sobre la logística de aplicación de los nutrientes en momentos donde no interfiera o dañe física o fisiológicamente a los cultivos. Es decir que la estación de crecimiento del o los cultivos determinará los momentos de aplicación de nutrientes. obsérvese que un sistema de producción agrícola que permita aplicaciones más frecuentes nos permite reducir el tamaño de las estructuras de alma- cenamiento. Este sería el caso, por ejemplo, de diversas parcelas de producción agrícola escalonada en el tiempo. 10. Usos tradicionales de los efluentes porcinos si tenemos
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